[實用新型]多向自適應懸浮型潮流能水輪機

無效

• 申請號: 201120112764.1
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN201963461U
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 陳正壽;孫孟
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;F03B3/12;F03B3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種潮流能水輪機，尤其是一種適用于海流速度不高且來流方向頻繁變化海域的多向自適應懸浮型潮流能水輪機，屬于海洋能源設備領域。

背景技術

潮流能是因潮汐漲落引起海水流動而產生的循環可再生的能量形式。潮流能的利用原理與風力發電相似，其發電裝置被形象地比喻為?“水下風車”。由于海水的密度為空氣的800?多倍，較為常見的2m/s?的海流能流密度便相當于風速為18.8m/s?的8?級大風。而且潮流主要是由月球引力作用引起，比太陽輻射不均引起的風能更有規律性。另外與潮汐能相比，潮流能利用還具有投資小、無需建造堤壩、環境負面影響小等優點。開發潮流能，發展可再生能源不僅是未來能源技術儲備的戰略需要，也是解決海島地區能源供應短缺的不二選擇。

英國的?SMD?Hydrovision?公司設計了一種水下錨泊式軸流水輪機，命名為TidEL。該系統通過兩條緊繃的錨系纜線固定于海底，翼形室和轉子的浮力提供豎向纜線的張力，使系統在水下保持懸浮狀態。特殊設計的變速恒頻技術使TidEL?在各流速段均能達到最佳水動力性能；其葉片定傾角設計可有效簡化渦輪結構，使系統總體成本降低；空心、密封翼形室既可為懸浮裝置提供浮力，又可為保持系統平衡提供抗傾覆力矩；錨泊固定方式，使整套裝置的柔性增強，易裝易挪，且可以完全淹沒于水中，然而該系統抵御海洋惡劣環境的能力相對較弱，主要體現為：一、渦輪葉片外圍無防護設施，在高速潮流下，旋轉葉片有碰觸錨系纜線的危險；二、主要依靠翼形室和轉子提供的浮力難以抵抗水流沖擊造成的傾覆力矩，在海洋復雜環境中，其自調性能力較差。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種加裝導流罩的多向自適應懸浮型潮流能水輪機。

本實用新型要解決的問題是現有軸流水輪發電機低流速下發電效率低及復雜來流方向下穩定性、自調性差的不足。

為實現本實用新型的目的，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型多向自適應懸浮型潮流能水輪機，包括上平衡翼、下平衡翼、導流罩、渦輪葉片、發電機、連接固定桿和錨系環，上平衡翼和下平衡翼分別安裝在導流罩的上方和下方，渦輪葉片固定于發電機的轉子外側，發電機通過連接固定桿固定在導流罩上，導流罩外側安裝有錨系環。

每個導流罩內的連接固定桿有3-5根；渦輪葉片有3-6個葉片；導流罩為雙向管狀結構，內表面呈圓弧型，導流罩以中部剖面線A-A為基準，上部為完全空心體，主要用于為整個懸浮結構提供上浮力，導流罩下部為容積可調的空心體，其下端需填裝配重物，浮力中心與重心在同一鉛垂軸上，浮力中心在上，系統重心在下；配重物的填裝重量應根據實際海況和發電效率要求確定，如水輪機安置地區常年海流較小，則要提高水輪機的發電效率需在導流罩下部填裝少量配重物，這樣可以保證懸浮結構基本處于洋流速度較高的上層。如水輪機安置海域常年海流速度較大，則需多填裝配重物，保證懸浮結構在較大海流速度下處于近海底的低流速區，這樣雖然降低了水輪機的發電效率，不過也同時降低了懸浮結構在極端海況下發生結構強度破壞的風險；配重物的增減還應參考結構穩定性要求，配重上限為設計最高海流速度下，保證懸浮結構不觸底，配重下限為設計最低海流速度下，導流罩中軸線仍能保持與來流方向一致，即不因配重不足發生結構傾覆；上平衡翼為記憶鈦合金空心體或玻璃鋼空心體。

本裝置通過錨系纜線系泊于洋流豐富的水域，纜線下端與水底樁基上端的套環相連接，套環可沿樁基軸線做360度自由轉動；錨系纜線需足夠長，其長度上限應保證在設計最低海流速度下懸浮裝置不露出海面，并且不影響水面交通運輸。